Szerző: Bizó Dániel

2007. február 13. 18:51:04

Kétszeres teljesítményt ígér a radikálisan új Power6 - már idénre

[CNET News.com/Ars Technica/HWSW] A héten megrendezett International Solid State Circuit Conference alkalmával, mely a chiptervezők éves nagytalálkozója, az IBM mérnökei új információkkal szolgáltak a várhatóan az év második felében hozzáférhető Power6 processzorról. A csúcskategóriás szerverchip radikális megoldások révén extrém órajeleken működik, és mainframe-osztályú megbízhatósággal rendelkezik, miközben teljesítménye nagyjából kétszerese a jelenleg szállított Power5+ processzornak.

[CNET News.com/Ars Technica/HWSW] A héten megrendezett International Solid State Circuit Conference alkalmával, mely a chiptervezők éves nagytalálkozója, az IBM mérnökei új információkkal szolgáltak a várhatóan az év második felében hozzáférhető Power6 processzorról. A csúcskategóriás szerverchip radikális megoldások révén extrém órajeleken működik, és mainframe-osztályú megbízhatósággal rendelkezik, miközben teljesítménye nagyjából kétszerese a jelenleg szállított Power5+ processzornak.

Nagy és gyors - kicsit meleg

A 65 nanométeres, szigetelőrétegen feszített szilíciumot alkalmazó gyártástechnológián gyártott, kétmagos, 790 millió tranzisztort integráló Power6 első kereskedelmi változatai jellemzően 4-5 gigahertz között fognak üzemelni, szemben a kétmagos Power5+ 2,3 gigahertzes top órajelével. A design ugyanakkor akár a 6 gigahertzet is képes elérni, és várható a chip későbbi gyorsulása is -- ha másként nem, akkor a 45 nanométeres félvezető-eljárás bevetésekor, 2008 végén, vagy 2009-ben. Az új, lehengerlő teljesítménnyel és lineáris skálázódással kecsegtető infrastruktúrát alkalmazó Power6 révén jövőre akár 64-utas (128-processzormagos) gépek is építhetőek majd,

Az IBM állítása szerint a Power6 teljesítménye kétszerese a Power5+ processzorénak, miközben energiabüdzséje nem haladja meg azét. A vállalat az eddigieknél fejlettebb eszközöket ad majd ügyfelei kezébe, hogy szabályozhassák a szerverek fogyasztását, maximálva azok energiafelvételét. A Power6 alacsonyabb, vélhetően 4 gigahertz körüli órajeleken 100 wattot eszik csak, miközben magas frekvencián sem haladja majd meg a 180-200 wattot, ami nagyjából megfelel a Power5-generáció specifikációinak. A Power6 az IBM RISC/UNIX blade szervereit is belakja majd, melyeket eddig PowerPC chipek működtettek.

Kordában tartott étvágy

A fogyasztás és hőtermelődés kordában tartása érdekében az IBM mérnökeinek radikális elektronikai tervezéshez kellett folyamodniuk, köztük az agresszív órajelkapuzással, amely révén valós időben lekapcsolható a chip azon blokkjai, amelyek éppen nincsenek használatban. Ettől a technikától alacsony terhelésnél akár 35 százalékkal, csúcsterhelésnél pedig 10 százalékkal alacsonyabb fogyasztás várható.

A Power6 immár dinamikus feszültség- és órajelszabályozást is alkalmaz annak érdekében, hogy alacsony terhelésnél energiát spóroljon, míg teljes terhelésnél akár a nominális órajel fölé emelje a frekvenciát. Bár hogy ezt milyen módon teszi, előre beállított lépcsőkkel, vagy valós idejű szintézissel, kísértetiesen emlékeztet az Intel Foxton technológiájára, mely a Montecito-magos Itanium 2 problémáinak egyik vélhető forrása volt, és a chip csúszásához vezetett, és deaktiválásra került végül. A Power6 megoldása azonban egyúttal túl is mutat a Foxtonon (vagy legalábbis annak publikusan ismert képességein), ugyanis 24 hőszenzora révén valós időben képes egyes blokkok feszültségének és órajelének finomhangolására, ugyanakkor hogy mekkora eltérések megengedettek, nem tudni.

Teljesen új architektúra

Az IBM szerint a Power6 futószalagjának hossza (vagyis hány lépésben kerül egy-egy utasítás feldolgozásra) lényegében megegyezik a Power5 mikroarchitektúráéval, és nagyjából hasonló a végrehajtóegységek felépítése is. Az extrém órajelek alapján ugyanakkor felvetődik a kérdés, hogy a chip utasítás-átrendezést végző out-of-order (OoO) motorja mennyit vesztett komplexitásából és teljesítményéből -- erről azonban a vállalat mérnökei nem beszéltek. Arról viszont igen, hogy a magok kétszálas párhuzamos végrehajtást is támogatnak, vagyis egy chip 4 utasításszálat is kezelhet. Egy-egy szál nyeresége jóval nagyobb, mint a Power5 esetében, 40 százalékra tehető, amit az extrém órajel és az esetlegesen gyengébb OoO-motor is magyarázhat.

A Power6 funkcionális oldalról egy újtípusú végrehajtóegységet is kapott, mégpedig egy decimális lebegőpontos egységet, amely bináris helyett tízes számrendszerben képes számításokat végezni. Ez a képesség például pénzügyi alkalmazások futtatásakor rendkívül hasznos lehet, ugyanis 2-7-szeres gyorsulást eredményez a pusztán szoftveres megoldásokhoz képest. A korábbi (a mainframe-ekre jellemző decimális egység által elindított) spekulációkkal szemben a 790 millió tranzisztort az IBM nem teljes 3-utas redundanciára fordította, hanem annak nagy részét a magonként 4 megabájt másodszintű gyorsítótár emészti fel, amelyek összesen akár 600 millió tranzisztort is kitehetnek. A chip opcionálisan természetesen képes kezelni harmadinsztű tárat is.

A megbízhatóság terén azonban így sem kell szégyenkeznie az új csúcsragadozónak, erre is kiemelt hangsúlyt fektetett a vállalat. A miniatürizációval a tranzisztorok egyre sérülékenyebbé válnak a bithibákkal szemben, melyeket többek között a háttérsugárzás is okozhat, miközben az egy lapkára integrált tranzisztorok száma kétévente megduplázódik, vagyis hibás bit felbukkanásának valószínűsége, így száma is exponenciálisan növekszik. Számos egyéb technika mellett a Power6 egy új tulajdonsága, hogy képes egy lehetséges hiba detektálásakor automatikusan újra végrehajtani egy utasítást. A Power6 megbízhatóságára jellemző, hogy a protonsugaras bombázással előidézett bithibákból csak minden 3400. marad a chip előtt észrevétlen, és okozhat adatsérülést.

Az október 25-26-án rendezett eseményen közel ötven nemzetközi előadó is színpadra áll, 16 országból - a leggyorsabb jegyvásárlók pedig ESP32-alapú hacking badge-et is kapnak!

a címlapról